চলুন, সম্প্রতি আপনাদের আগ্রহের কেন্দ্রবিন্দুতে থাকা এসএপি (SAP)-এর সাথে আপনাদের পরিচয় করিয়ে দিই! সুপার অ্যাবসর্বেন্ট পলিমার (SAP) হলো এক নতুন ধরনের কার্যকরী পলিমার উপাদান। এর উচ্চ জল শোষণ ক্ষমতা রয়েছে, যা নিজের ওজনের চেয়ে কয়েকশ থেকে কয়েক হাজার গুণ বেশি ভারী জল শোষণ করতে পারে এবং এর জল ধরে রাখার ক্ষমতাও চমৎকার। একবার জল শোষণ করে এটি ফুলে হাইড্রোজেলে পরিণত হলে, চাপ প্রয়োগ করলেও এর থেকে জল আলাদা করা কঠিন হয়ে পড়ে। তাই ব্যক্তিগত স্বাস্থ্যবিধি পণ্য, শিল্প ও কৃষি উৎপাদন এবং সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং-এর মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে এর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে।
সুপার অ্যাবসর্বেন্ট রেজিন হলো হাইড্রোফিলিক গ্রুপ এবং ক্রস-লিঙ্কড কাঠামোযুক্ত এক ধরনের ম্যাক্রোমলিকিউল। এটি সর্বপ্রথম ফ্যান্টা এবং অন্যান্যরা পলিঅ্যাক্রাইলোনাইট্রাইলের সাথে স্টার্চের গ্রাফটিং এবং তারপর স্যাপোনিফাইংয়ের মাধ্যমে উৎপাদন করে। কাঁচামাল অনুসারে, এটিকে কয়েকটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়, যেমন—স্টার্চ সিরিজ (গ্রাফটেড, কার্বক্সিমেথিলেটেড ইত্যাদি), সেলুলোজ সিরিজ (কার্বক্সিমেথিলেটেড, গ্রাফটেড ইত্যাদি), এবং সিন্থেটিক পলিমার সিরিজ (পলিঅ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড, পলিভিনাইল অ্যালকোহল, পলিঅক্সি ইথিলিন সিরিজ ইত্যাদি)। স্টার্চ এবং সেলুলোজের তুলনায় পলিঅ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড সুপারঅ্যাবসরবেন্ট রেজিনের বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন—কম উৎপাদন খরচ, সহজ প্রক্রিয়া, উচ্চ উৎপাদন দক্ষতা, শক্তিশালী জল শোষণ ক্ষমতা এবং পণ্যের দীর্ঘ শেলফ লাইফ। এটি এই ক্ষেত্রে বর্তমান গবেষণার একটি প্রধান কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে।
এই পণ্যটির কার্যপ্রণালী কী? বর্তমানে, বিশ্বের সুপার অ্যাবসর্বেন্ট রেজিন উৎপাদনের ৮০% হলো পলিঅ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড। সুপার অ্যাবসর্বেন্ট রেজিন সাধারণত একটি হাইড্রোফিলিক গ্রুপ এবং একটি ক্রস-লিঙ্কড কাঠামোযুক্ত পলিমার ইলেকট্রোলাইট। জল শোষণের আগে, পলিমার চেইনগুলো একে অপরের কাছাকাছি আসে এবং একসাথে জড়িয়ে যায়, ক্রস-লিঙ্কড হয়ে একটি নেটওয়ার্ক কাঠামো তৈরি করে, যার ফলে সামগ্রিক বন্ধন তৈরি হয়। জলের সংস্পর্শে এলে, জলের অণু কৈশিক ক্রিয়া এবং ব্যাপনের মাধ্যমে রেজিনের মধ্যে প্রবেশ করে এবং চেইনের আয়নিত গ্রুপগুলো জলে আয়নিত হয়। চেইনের একই আয়নগুলোর মধ্যে স্থিরবৈদ্যুতিক বিকর্ষণের কারণে, পলিমার চেইনটি প্রসারিত হয় এবং ফুলে ওঠে। বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতার প্রয়োজনীয়তার কারণে, বিপরীত আয়নগুলো রেজিনের বাইরে যেতে পারে না এবং রেজিনের ভিতরে ও বাইরের দ্রবণের মধ্যে আয়নের ঘনত্বের পার্থক্য একটি বিপরীত অভিস্রবণ চাপ তৈরি করে। বিপরীত অভিস্রবণ চাপের প্রভাবে, জল আরও রেজিনের মধ্যে প্রবেশ করে একটি হাইড্রোজেল তৈরি করে। একই সময়ে, রেজিনের নিজস্ব ক্রস-লিঙ্কড নেটওয়ার্ক কাঠামো এবং হাইড্রোজেন বন্ধন জেলের সীমাহীন প্রসারণকে সীমিত করে। যখন পানিতে অল্প পরিমাণে লবণ থাকে, তখন বিপরীত অভিস্রবণ চাপ কমে যায় এবং একই সাথে, বিপরীত আয়নের শিল্ডিং প্রভাবের কারণে পলিমার চেইন সংকুচিত হয়, যার ফলে রেজিনের পানি শোষণ ক্ষমতা ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়। সাধারণত, ০.৯% NaCl দ্রবণে সুপার অ্যাবজরবেন্ট রেজিনের পানি শোষণ ক্ষমতা বিশুদ্ধ পানির তুলনায় মাত্র প্রায় ১/১০ ভাগ। পানি শোষণ এবং পানি ধারণ একই সমস্যার দুটি দিক। লিন রানশিওং এবং অন্যান্যরা তাপগতিবিদ্যায় এ বিষয়ে আলোচনা করেছেন। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং চাপে, সুপার অ্যাবজরবেন্ট রেজিন স্বতঃস্ফূর্তভাবে পানি শোষণ করতে পারে এবং পানি রেজিনে প্রবেশ করে পুরো সিস্টেমের মুক্ত এনথালপি হ্রাস করে যতক্ষণ না এটি ভারসাম্যে পৌঁছায়। যদি পানি রেজিন থেকে বেরিয়ে যায়, তবে মুক্ত এনথালপি বৃদ্ধি পায়, যা সিস্টেমের স্থিতিশীলতার জন্য সহায়ক নয়। ডিফারেনশিয়াল থার্মাল অ্যানালাইসিস থেকে দেখা যায় যে, ১৫০°C-এর উপরেও সুপার অ্যাবজরবেন্ট রেজিন দ্বারা শোষিত পানির ৫০% জেল নেটওয়ার্কের মধ্যেই আবদ্ধ থাকে। সুতরাং, স্বাভাবিক তাপমাত্রায় চাপ প্রয়োগ করা হলেও সুপার অ্যাবজরবেন্ট রেজিন থেকে পানি বেরিয়ে যাবে না, যা সুপার অ্যাবজরবেন্ট রেজিনের তাপগতিবিদ্যার বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়।
পরের বার SAP-এর সুনির্দিষ্ট উদ্দেশ্যটি বলুন।
পোস্ট করার সময়: ০৮-১২-২০২১